hidraulica básica 2 segundo bimestre carlos alvarez poveda

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Medicin de caudales en quebradas. Una de las prcticas comunes en el campo es registrar los caudales que pasa por una quebrada. Dichas prcticas se basa en dos mtodos prcticos:Aforar es medir un caudal. Para realizar un aforo en un sistema hidrulico, se puede medir directamente el volumen, en un recipiente y el tiempo, con un cronmetro.

1. Mtodo volumtrico:Consiste tomar un caudal en un recipiente en un tiempo determinado. El cociente de volumen vs tiempo me dice el caudal. La figura 01, muestra la tcnica de medir caudales volumtricamente

2. Mtodo de seccin transversal:Consiste en tomar una seccin de la quebrada donde se tenga la disponibilidad de un tramo "recto". Se mide el ancho de la quebrada y las profundidades. A continuacin se fijan dos lugares de referencia a lo largo del ro, se mide la longitud y posteriormente se lanza corchos o trozos de madera de una dimensin igual, se registra el tiempo. Con la informacin de profundidades por ancho de la quebrada se obtiene el rea de la seccin. El rea de la seccin por la velocidad promedia se obtiene un estimativo del caudal de la quebrada. La figura 02, muestra la seccin transversal y velocidad del agua en la quebrada.

Figura 02. Diagrama de mediciones de rea transversal y velocidad en una quebrada

Es recomendable realizar las mediciones del caudal del ro, cao, quebrada o manantial en diferentes pocas para tener registros de los valores mnimos, mximos e intermedios y conocer ms de cerca el comportamiento de la fuente en diferentes pocas. Es importante, adems, establecer la historia de la fuente, en lo posible, por medio del dilogo con los vecinos de la localidad, o tambin, por datos de organismos especializados (IDEAM, por ejemplo, Corporaciones autnomas, etc.). Para efectuar la valoracin del caudal a nivel local, cuando no se dispone de equipos de precisin, ni se considera pertinente su uso, es conveniente utilizar dos mtodos reconocidos y ampliamente difundidos: el mtodo del recipiente y el mtodo del flotador. Medicin del caudal por el mtodo del flotador En este mtodo, de igual manera, se utilizan los valores promedio de las variables determinadas.

MATERIALESPara adelantar los procedimientos se requieren los siguientes materiales y equipos: Un objeto flotante, puede ser una bola de ping-pong, una botella plstica pequea, una rama, un trozo de madera que flote libremente en el agua. Un reloj o cronmetro.Un decmetro o cinta medidora.Una regla o tabla de madera graduada.a. Primer paso. Seleccionar el lugar adecuado. Se selecciona en el ro un tramo uniforme, sin piedras grandes, ni troncos de rboles, en el que el agua fluya libremente, sin turbulencias, ni impedimentos

b. Segundo paso. Medicin de la velocidad. En el tramo seleccionado ubicar dos puntos, A (de inicio) y B (de llegada) y medir la distancia, por ejemplo12 metros (cualquier medida, preferiblemente, del orden de los 10 metros. Una persona se ubica en el punto A con el flotador y otra en el punto B con el reloj o cronmetro. Se medir el tiempo de recorrido del flotador del punto A al punto B. Se recomienda realizar un mnimo de 3 mediciones y calcular el promedio. Supongamos que el promedio del tiempo de recorrido fue de8 segundos.La velocidad de la corriente de agua del ro se calcula con base en la siguiente ecuacinVelocidad= Distancia (A-B) Tiempo de recorrido, Para nuestro ejemplo, tendramos:Velocidad= 12 8 = 1,5 m/s

c. Tercer paso. Medicin del rea de la seccin transversal del ro. En el tramo seleccionado, ubicar la seccin o el ancho del ro que presente las condiciones promedio y en la que se facilite la medicin del rea transversal. Un mtodo prctico, con aceptable aproximacin para calcular el rea transversal, es tomar la altura promedio. Esto consiste en dividir el ancho del ro, en, por lo menos, tres partes y medir la profundidad encada punto para luego calcular el promedio.

Profundidad Metros h1 0.00m h2 0,22mh3 0,35mh4 0,44mh5 0,30m h6 0,00m

Calculemos, ahora, la profundidad promedio, de conformidad con los valores expuestos anteriormente Puesto que la profundidad promedio, hm= (h1+ h2+h3+h4+h5+h6) 6, para nuestro ejemplo, tenemos :hm= ( 0 +0,22+0,35+0,44+0,30+0 ) 6 = 0,22m.

Una vez se ha determinado el valor promedio de la profundidad, se procede a realizar la medicin del ancho, Ar ,del ro. Supongamos que para nuestro ejemplo, ese valor fue de 2,4 m., de conformidad con lo presentado anteriormente. El rea de la seccin transversal AT del ro se calcula con base en la siguiente ecuacin : AT = Ancho x Profundidad Promedio = hm x Ar; (Ecuacin Para nuestro ejemplo, el rea de la seccin transversal es igual a:AT = 2,4 x 0,22 = 0,53m2

d. Cuarto paso. Clculo del Caudal del ro. Con los datos obtenidos se procede a calcular el caudal del ro, QR, con base en la siguiente ecuacin. QR ( m3/s ) = Velocidad (m/s) x Area(m2) QR ( m3/s ) = 1,5 (m/s) x 0,53 (m2)=0,795m3/sg igual, QR= 795l/s, en razn que 1 m3 es igual a1000 litros.

BIBIOGRAFIA EVALUACION DE RECURSOS HIDROENERGETICOS del Programa de energa, Infraestructura y servicios bsicos del ITDG, Lima, Per. 2004